机外净化技术：解锁更清洁高效的发动机原理

汽油机的机外净化技术主要有三元催化转化器、热反应器、吸收还原技术。柴油机的机外净化措施主要有氧化催化转化器、NOx机外净化技术、使用柴油机微粒捕集器。

1.汽油机机外净化技术

1）三元催化转化器

三元催化转化器是目前应用最多的机外净化技术。当发动机工作时，废气经排气管进入三元催化转化器，将废气中对环境有害的气体转变成对环境无害的CO2和H2O。

三元催化转化器安装在排气歧管之后、排气消声器之前的排气管中，其作用是利用催化剂（通常是金属铂、钯和铑，稀土材料）将排气中的CO、HC和NOx转换为对人体无害的气体。

三元催化转化器一般采用蜂窝结构载体，蜂窝表面有涂层和活性组分，与废气的接触表面积大，当发动机的空燃比在理论空燃比附近时，催化剂可将90%的HC和CO及70%的NOx同时净化。

2）热反应器

热反应器由壳体、外筒和内筒构成，中间加保温层。它是通过均质气体的非催化反应来氧化汽油机排气中烃和CO的装置，安装在排气道出口处，其原理是基于这类反应器在一段时间内（平均为100 ms）能保持排气高温（800～900℃），使排气离开气缸后，在排气过程中继续进行氧化反应。由此热反应器属氧化装置，因此不能除去NOx。

3）吸收还原技术

在富氧条件下，NOx首先在贵金属上被氧化，然后与NOx存储物发生反应，生成硝酸盐。当发动机以理论空燃比或低于理论空燃比燃烧时，硝酸盐分解形成NOx，然后NOx与CO、H2、HC反应被还原成N2。

2.柴油机机外净化技术

1）氧化催化转化器(www.xing528.com)

氧化催化转化器通过催化氧化的方法，减少柴油机CO和HC的排放；同时，也可以通过氧化颗粒中的可溶性有机类物质在一定程度上减少颗粒物的排放。

氧化催化转化器以铂、钯等贵金属作为催化剂，以整体蜂窝陶瓷作为催化剂载体。对CO和HC的转化效率分别可达90%和70%，还可减轻柴油机排气的臭味；同时，对颗粒物中可溶性有机类物质的去除率高达90%，从而使颗粒物的脱除效率可达到15%～30%。

氧化催化转化器的结构主要由壳体、衬垫（减振层）、载体和催化剂涂层4个部分组成。

2）NOx机外净化技术

由于柴油机的富氧燃烧使得废气中含氧量较高，因此利用还原反应进行催化转化比汽油机困难。

目前比较流行的柴油机脱除NOx的技术有吸附催化还原法，选择性催化还原法，等离子辅助催化还原法等。

3）使用柴油机微粒捕集器

在排气尾部添加微粒捕集器对颗粒物进行捕集是最可行的一种后处理技术，其中的过滤体通过拦截、碰撞、扩散等机理，可以将尾气中的颗粒物捕集下来，使柴油机排气中有害物微粒减少70%～90%。

用来捕集微粒的过滤器的材料和结构有许多种，常用的有整体式陶瓷，金属丝网，纺织纤维圈，陶瓷纤维，泡沫陶瓷等。

过滤体的滤芯由多孔陶瓷制造，有较高的过滤效率。排气穿过多孔陶瓷滤芯进入排气管，微粒则滞留在滤芯上。过滤体在工作一段时间后，需及时清除积存在滤芯上的微粒，以恢复其工作能力和减小排气阻力。